JP2001166279A

JP2001166279A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2001166279A
Application number: JP2000322318A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tomitani; 央富谷; Takayuki Tsuruki; 孝之鶴来; Yoshito Nakagawa; 吉人中川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-10-23
Filing date: 2000-10-23
Publication date: 2001-06-22

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶表示装置の抵抗成分によりＣＲ充放電回
路が形成され、走査信号波形、および信号線駆動波形に
波形鈍りを生じ、表示画素にかかる実効電圧が変化し、
表示の濃淡ムラを発生し、その表示品位を低下させてい
た液晶表示装置において、表示濃淡ムラをなくし、均一
な表示を提供すること。【解決手段】液晶層と、この液晶層をはさむ短冊型の
複数の信号線３１と走査線３２がマトリクス状に交差す
るところを画素３０とする液晶パネルと、信号線駆動回
路３３と、走査線駆動回路３４とを有する液晶表示装置
において、検出手段から得られる検出データに所定の演
算を施す演算回路３８と、走査線に送る走査線信号波形
の波形幅を演算回路３８の演算結果に基づいて変調させ
る波形幅調整手段とを備える液晶表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、液晶層と、この液晶層をはさ
む短冊型の複数の信号線及び走査線がマトリクス状に交
差するところを画素とする液晶パネルを用いた液晶表示
装置においては、電圧平均化法により、液晶パネルを駆
動する方法が用いられている。図６は従来の液晶表示装
置に表示する表示パターンの一例を示し、図５は従来の
液晶表示装置の構成を示し、図７は図５における各部の
信号波形を示したものである。以下、従来の技術につい
て図５、図６、図７を用いて説明する。

【０００３】図５において、液晶パネルの信号線１と走
査線２はマトリクス状に配列され、信号線１と走査線２
の交点を画素３としている。なお、表示画素は容量性の
負荷になる。液晶パネルの信号線１には信号線駆動回路
４を接続し、走査線２には走査線駆動回路５を接続す
る。前記信号線駆動回路４は一般にシリアルに送られて
くる表示画像データを取り込み、一走査期間において、
各信号線の表示画像を保持し、そのデータに応じて、Ｍ
ＯＳアナログスイッチなどを用いて負荷を駆動するよう
な構成となっている。

【０００４】一方、前記走査線駆動回路５は走査線を順
次走査するためにのシフトレジスタとＭＯＳアナログス
イッチなどで負荷を駆動する構成であり、信号線駆動回
路４と前記走査線駆動回路５は半導体集積回路が一般的
に用いられる。電源回路６は所定の液晶駆動用電圧を前
記信号線駆動回路４と信号線駆動回路５に供給する。

【０００５】制御回路７は表示される表示データおよ
び、同期信号など必要な制御信号を信号線駆動回路４と
走査線駆動回路５に与える構成となっている。液晶の駆
動においては液晶に直流電圧を印加させないように極性
を反転して駆動する。この駆動電圧の極性を正極性、負
極性とすると、電源回路６において供給される液晶駆動
電圧は図７に示すように、正の走査線選択電圧Ｖ０、負
の走査線選択電圧Ｖ４、走査線非選択電圧Ｖ２、正の信
号線選択電圧で、かつ負の信号線非選択電圧Ｖ１、負の
信号線選択電圧で、かつ正の信号線非選択電圧Ｖ３であ
り、前記液晶駆動電圧は、それぞれＶ０＞Ｖ１＞Ｖ２＞
Ｖ３＞Ｖ４であり、Ｖ１−Ｖ２＝Ｖ２−Ｖ３Ｖ０−Ｖ２＝Ｖ２−Ｖ４のような関係になっている。

【０００６】走査電極駆動回路５は走査線を一本ずつ順
に走査し、走査信号を各走査線に与える。信号線駆動回
路４は各信号線１に走査しようとする走査線上の画素の
表示状態に応じて所定の液晶駆動信号を印加することで
線順次駆動を行う。具体的には、液晶の交流化極性が正
のとき、走査線駆動回路５は走査する走査線２に対して
はＶ０を印加し、残りの走査線２にはＶ２を印加する。
信号線駆動回路４は走査する走査線２上の表示画素のう
ち、オン画素の存在する信号線１についてはＶ３を、オ
フ画素の存在する信号線１にはＶ１を印加する。

【０００７】一方、液晶の交流化極性が負のときには走
査線駆動回路５は走査する走査線２に対してはＶ４を印
加し、残りの走査線２にはＶ２を印加する。信号線駆動
回路４は走査する走査線２上の表示画素のうち、オン画
素の信号線１についてはＶ１を、オフ画素の信号線１に
はＶ３を印加する。図６は液晶表示装置に表示する表示
パターンの一例を示したもので、８はオフ状態で、ま
た、８以外の領域はオン状態を表示したもので、ボック
ス状の表示パターン１を表示している。

【０００８】図７において、２１はフレーム信号ＦＲＭ
で、フレームの開始位置を示す。フレーム信号と次のフ
レーム信号までの期間をフレーム期間２８といい、この
フレーム期間２８で一画面の描画を終える。２２はラッ
チ信号ＬＰで、フレーム期間２８を走査線数、またはそ
れ以上の数で分割した制御信号で、次のパルスまでの期
間は一走査線あたりの走査期間２９を示している。

【０００９】走査電極駆動回路５はラッチ信号２２によ
って、フレーム信号２１をとりこみ、順次シフトするこ
とによって、走査線を一本ずつ順に走査し、走査信号パ
ルスを順に各走査線に与えている。２４は図６の走査線
９の走査信号波形を示し、２５は図６の信号線１０の駆
動波形を示し、２６は図６の信号線１１の駆動波形を示
している。

【００１０】各表示画素には信号線駆動波形と走査信号
波形の差分電圧が印加されることになる。２３は交流化
制御信号Ｍで液晶に印加する極性を制御する信号であ
る。図７ではフレーム単位に極性を変化させ、交流化を
おこなう場合をしめしているが、数走査線ごとに交流化
反転を行う方法も広く知られている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の液晶表示装置に
おいては、液晶の容量と、走査線２、信号線１の配線抵
抗や信号線駆動回路４、走査線駆動回路５のアナログス
イッチのオン抵抗、電源回路６の出力インピーダンスな
どの抵抗成分によりＣＲ充放電回路が形成され、走査信
号波形、および信号線駆動波形に波形鈍りを生じ、表示
画素にかかる実効電圧が変化し、表示の濃淡ムラを発生
することがあり、著しく、その表示品位を低下させてい
た。

【００１２】とりわけ、図６に示すようにオンの背景画
面において、８の領域にボックス状のオフの表示パター
ン１を表示した場合に、表示パターンのある走査線に沿
った１２の領域においては、表示パターン１の影響によ
って、８、１２の領域外である部位よりもその表示輝度
が明るくなるといった帯状の表示濃淡ムラが発生し、著
しく表示品位を低下させ、課題となっていた。

【００１３】一般に、液晶の容量はその表示状態で変化
し、オン状態ではオフ状態の２から４倍程度の容量をも
つため、オン画素の多い走査線では容量性負荷が大き
く、オフ画素が多い走査線では容量性負荷が比較的小さ
くなる。その結果、表示状態によって、走査信号波形の
鈍りかたが変化してしまうことによって液晶にかかる実
効電圧も変化してしまい、それがこの帯状表示濃淡ムラ
の原因となる。

【００１４】従来、こうした帯状の表示濃淡ムラの改善
方法としては走査線１や信号線２の配線抵抗を下げた
り、信号線駆動回路４と走査線駆動回路５のアナログス
イッチのオン抵抗を下げたり、電源回路６の出力インピ
ーダンスを低下させたり、液晶の容量をさげるなどの処
置がなされてきたが、充分な低抵抗、低容量が得られ
ず、表示課題を解決するほどの効果を得ることはできな
かった。

【００１５】また、特開平２−８９号公報、特開平３−
２１９８５号公報に記載されるように、波形鈍りによる
濃淡ムラを押さえるため、電源電圧を調整したり、波形
鈍りが生じた部分に電圧を印加したりして、濃淡ムラを
解決するものがあったが、消費電力を多く必要とした
り、回路構成を複雑にしていた。本発明は上記、課題を
解決するためのもので、前記帯状の表示濃淡ムラをなく
しかつ消費電力が少なく、回路構成を簡素にした液晶表
示装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、複数の信号線と走査線とをマトリクス状に配置して
構成した画素電極間に液晶層を配設してなる液晶パネル
と、前記信号線に信号線駆動波形を送る信号線駆動回路
と、前記走査線に走査線信号波形を送る走査線駆動回路
と、前記各走査線上の画素の表示状態を検出する検出手
段と、この検出手段から得られる検出データに所定の演
算を施す演算手段と、前記演算手段の演算結果に基づい
て前記走査線に送る走査線信号波形の波形幅を変調させ
る波形幅調整手段とを備え、前記液晶パネルの画素は前
記信号線駆動波形と前記走査線信号波形とが印加され
て、前記信号線駆動波形と前記走査線信号波形との差分
電圧で前記画素が表示される液晶表示装置であって、前
記画素の表示の数に応じて前記液晶パネルの容量が変化
し、さらに前記容量の変化で前記走査線信号波形の波形
鈍りも変化し、そして前記走査線信号波形の前記波形鈍
りの変化により前記画素にかかる実効電圧が変化するこ
とで液晶パネルの走査線に沿った領域に表示濃淡ムラが
生じるが、前記表示濃淡ムラをなくすように前記波形幅
調整手段が前記走査線信号波形の波形幅を変調すること
で前記走査線信号波形の実効電圧を制御し、前記波形幅
調整手段が演算手段の演算結果に基づいてパルス幅制御
信号を発生するパルス幅制御信号発生回路により構成さ
れ、前記パルス幅制御信号発生回路から出力されるパル
ス幅制御信号に応じて走査線信号波形の波形幅を前記走
査線駆動回路により変調することを特徴とする。

【００１７】このようにして、走査線信号波形の波形幅
を変調し、各走査線に適切な実行電圧を与えて、表示濃
淡ムラをなくし且つ消費電力が少なく、回路構成を簡素
にした液晶表示装置を提供する。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明は、複数の信号線と走査線
とをマトリクス状に配置して構成した画素電極間に液晶
層を配設してなる液晶パネルと、前記信号線に信号線駆
動波形を送る信号線駆動回路と、前記走査線に走査線信
号波形を送る走査線駆動回路とを有する液晶表示装置に
おいて、前記各走査線上の画素の表示状態を検出する検
出手段と、前記検出手段から得られる検出データに所定
の演算を施す演算回路と、前記走査線に送る走査線信号
波形の波形幅を前記演算回路の演算結果に基づいて変調
させる波形幅調整手段とを備える液晶表示装置であり、
検出データに応じて走査線信号波形の波形幅を変調し走
査線上の実行電圧を調整して波形鈍りによる実行電圧を
調整し、波形幅調整手段を前記演算回路の演算結果に基
づいてパルス幅制御信号を発生するパルス幅制御信号発
生回路により構成し、、前記パルス幅制御信号に応じて
走査線信号波形の波形幅を変調する走査線駆動回路とを
備えている。また、各走査線上の画素の表示状態を検出
する手段として、走査を行おうとする走査線上の画素の
オン数、あるいはオフ数を計数する回路を備えることに
よって、簡単な回路構成で画素の表示状態を検出しても
よい。

【００１９】（実施の形態１）本発明の実施例について
図１、図２、図３を用いて説明する。図１は本発明の液
晶表示装置を示す構成図である。信号線３１は液晶パネ
ルにおける信号線を示し、走査線３２は液晶パネルにお
ける走査線をしめす。

【００２０】信号線３１と走査線３２はマトリクス状に
配列され、信号線３１と走査線３２の交点を画素３０と
している。なお、表示画素は容量性の負荷となる。信号
線駆動回路３３は前記液晶パネルの信号線３１に接続
し、前記信号線３１を駆動する。走査線駆動回路３４は
前記液晶パネルの走査線３２に接続され、前記液晶パネ
ルの走査線３２を駆動する。

【００２１】電源回路３５は本装置に必要な電源を供給
する。制御回路３６は表示される表示データおよび、同
期信号など必要な制御信号を各ブロックに供給する。走
査線３２の表示状態を検出する検出手段として、計数回
路３９は制御回路３６から送られる表示データのうち、
画素３０をオンさせるデータの一走査期間におけるオン
数を計数するものである。このように、画素３０のオン
数をカウントすることにより、液晶の表示状態を検出す
る事ができる。なお、前記計数回路３９は表示データの
オフ数をカウントし、オフ数を計数するように構成して
もよい。また、階調濃淡データに関しても同様な計数が
可能である。

【００２２】演算回路３８は計数回路３９によって計数
された各走査ラインごとの表示データに対して、所定の
演算を施すものである。この演算回路３８では画素のオ
ン数が多い場合には、一走査あたりにおける実行電圧が
大きくなるように、パルス幅を大きくして演算する。そ
して、パルス幅制御信号発生回路３７は演算回路３８に
よって演算を施された結果にしたがって、走査信号のパ
ルス幅を広めたり、狭めたりするよう制御する信号を発
生し、走査線信号駆動回路３４にあたえるものである。
このようにして、画素のオン数の多い場合には、電圧波
形の鈍りが大きく、期待している実行電圧より小さくな
る。ここで、パルス幅を広くすることによって、波形鈍
りによって失った実行電圧をおぎなう。

【００２３】図２は本発明の実施例における各制御信号
および駆動波形の一例を示したタイミング図である。本
発明においても、従来例同様、電圧平均化法により、液
晶パネルを駆動する方法がもちいられ、液晶に直流電圧
を印加させないように極性を反転して駆動する。

【００２４】この駆動電圧の極性を正極性、負極性とす
ると、電源回路３５において供給される液晶駆動電圧は
図３に示すように、正の走査線選択電圧Ｖ０、負の走査
線選択電圧Ｖ４、走査線非選択電圧Ｖ２、正の信号線選
択電圧で、かつ負の信号線非選択電圧Ｖ１、負の信号線
選択電圧で、かつ正の信号線非選択電圧Ｖ３であり、前
記液晶駆動電圧は、それぞれＶ０＞Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３＞
Ｖ４であり、Ｖ１−Ｖ２＝Ｖ２−Ｖ３Ｖ０−Ｖ２＝Ｖ２−Ｖ４のような関係になっている。

【００２５】走査線駆動回路３４は走査線を一本ずつ順
に走査し、走査信号を各走査線に与える。信号線駆動回
路３３は各信号線に走査線上の表示状態に応じて所定の
液晶駆動信号を印加することで線順次駆動をおこなう。
具体的には、液晶の交流化極性が正のとき、走査線駆動
回路３４は走査する走査線３２に対してはＶ０を印加
し、残りの走査線３２にはＶ２を印加する。信号線駆動
回路３３は走査する走査線３２上の表示画素のうち、オ
ン画素のある信号線３１についてはＶ３を、オフ画素の
ある信号線３１にはＶ１を印加する。

【００２６】一方、液晶の交流化極性が負のときには走
査線駆動回路３４は走査する走査線３２に対してはＶ４
を印加し、残りの走査線３２にはＶ２を印加する。信号
線駆動回路３３は走査する走査線３２上の表示画素のう
ち、オン画素のある信号線３１についてはＶ１を、オフ
画素のある信号線１１にはＶ３を印加する。図２は液晶
表示装置に表示する表示パターンの一例を示したもの
で、４０はオフ状態でボックス状表示パターン１を表示
している。また、４０以外の領域はオン状態を表示して
いる。

【００２７】図３において、５１はフレーム信号ＦＲＭ
で、フレームの開始位置を示す。フレーム信号と次のフ
レーム信号までの期間をフレーム期間５８という。５２
はラッチ信号ＬＰで、フレーム期間５８を走査線数、ま
たはそれ以上の数で分割した制御信号で、次のパルスま
での期間は一走査線あたりの走査期間を示している。走
査電極駆動回路２２はラッチ信号５２によって、フレー
ム信号５１をとりこみ、順次シフトすることによって、
走査線を一本ずつ順に走査し、走査信号を各走査線に与
えている。

【００２８】５４は図２の走査線４１の走査信号波形を
示し、５５は図２の信号線４２の信号線駆動波形をしめ
し、５６は図２の信号線４３の信号線駆動波形をしめし
ている。５３は交流化制御信号Ｍで液晶に印加する極性
を制御する信号である。図２ではフレーム単位に極性を
変化させ、交流化をおこなう場合を示しているが、数走
査線ごとに交流化反転をおこなってもよい。

【００２９】これまでの動作説明については従来例と同
じである。パルス幅制御信号５９は各走査期間内におい
て、走査線駆動回路５４の走査信号を制御するロジック
信号である。制御回路５６より発生した表示データはシ
リアルに計数回路５９に送られる。計数回路５９では走
査する走査線上の画素の表示状態をシリアルに送られて
くる表示データをカウントすることによって計数し、検
出する。

【００３０】計数回路３９はデジタル回路によるカウン
タなどが用いられ、ラッチ信号５２によってリセット
し、表示オンデータが送られくるごとに加算し、走査期
間終了後、各走査線上の表示オン数を出力する回路であ
る。演算回路３８は計数回路３９によって計数された走
査しようとする走査線上の表示オン数を入力として、所
定の演算を施し、演算結果を得るものである。演算回路
は所定の演算をＲＯＭなどを用いた演算テーブルの構成
にしたり、デジタル演算回路を用いて実現する。

【００３１】パルス幅制御信号発生回路３７は演算回路
３８によって演算を施された演算結果にしたがって、走
査信号波形の波形幅を広めたり、狭めたりするよう変化
させるパルス幅制御信号５９を発生するものである。パ
ルス幅制御信号発生回路３７はデジタル回路によるダウ
ンカウンタなどで構成し、前記演算回路３８の演算結果
をカウンタの初期値として取り込み、クロック信号によ
って、カウンタを減算する構成とすることで簡単に実現
できる。

【００３２】走査線駆動回路３４はパルス幅制御信号３
９がたとえば、Ｌレベルのとき、走査する走査線に対し
て、正極性の場合にはＶ０の電圧を、一方、負極性の場
合はＶ４の電圧をあたえる。また、パルス幅制御信号５
９がＨレベルのときには、走査線駆動回路３４は走査す
る走査線にたいしてＶ２の電圧をあたえるものである。
また、走査線駆動回路３４は走査していない走査線に対
してはパルス幅制御信号５９の状態によらず、Ｖ２の電
圧をあたえるように動作する。

【００３３】各走査線に与えられる走査信号のパルス幅
と表示のオン数の関係は演算回路３８の所定の演算を変
更することが可能である。図４に本実施例で用いた表示
のオン数と走査信号のパルス幅の関係を示す。本実施例
では帯状の表示濃淡ムラを打ち消すように、表示のオン
数が少ないと走査信号のパルス幅を狭くし、表示のオン
数が多いと走査信号のパルス幅を広くするようにして、
パルス幅制御信号５９を発生する構成とした。

【００３４】図４の（ａ）は表示のオン数と走査信号の
パルス幅を線形にした場合で、図４の（ｂ）は表示のオ
ン数と走査信号のパルス幅の関係を非線形にして、オン
数が少ないほど、さらに走査信号のパルス幅を狭めるよ
うにした場合である。前記、表示オン数と走査信号のパ
ルス幅の関係を非線形にすることによって、表示濃淡ム
ラの補正の適合性を向上させることが可能である。

【００３５】本実施例では帯状の表示濃淡ムラを解消す
るために、表示画素のオンが多く、波形鈍りの大きい場
合には走査信号のパルス幅を広くして、実効電圧を多く
与え、表示画素のオン数が少なく、波形鈍りの少ない場
合には走査信号のパルス幅を狭めて、実効電圧を少なく
するように走査信号をあたえて、表示濃淡ムラを補正し
てもよい。

【００３６】以上述べたように、本実施例では走査する
走査電極に印加する走査信号波形の波形幅を表示オン数
に応じて変化させることによって、表示濃淡ムラを打ち
消すように電圧を制御することによって、表示濃淡ムラ
を大幅に改善することができる。また、走査線上の実行
電圧の変調手段として、走査線の波形幅を変調して、実
行電圧を制御しているので回路構成が簡素になり、表示
電力を大きく必要としない。なお、表示濃淡をもった中
間調の表示データに対しても同様に本発明は適用可能で
ある。

【００３７】また、液晶の容量はその印加される電圧に
よって変化するため、印加される電圧を検出し、演算回
路の演算テーブルを複数個もって、印加される電圧によ
って、適時、演算テーブルをかえることにより、さらに
表示濃淡ムラにたいして、適応させることが可能であ
る。ここでは、走査線に対する走査線の実行電圧に関す
ることが記載されてあるが、信号線上の信号線駆動波形
の鈍りが原因で表示ムラが生じる場合、走査線の場合と
同様の方法で液晶ムラを取り除いてもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明は簡単な回路構成
で安価に表示ムラを解消し、良好な表示を可能で、産業
的価値が大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の液晶表示装置の構成図

【図２】同液晶表示装置に表示する表示パターン図

【図３】同液晶表示装置の制御信号および駆動波形を示
したタイミング図

【図４】同表示のオン数と走査信号のパルス幅の関係を
示す図

【図５】従来の液晶表示装置の構成図

【図６】同液晶表示装置に表示する表示パターン図

【図７】同液晶表示装置の制御信号および駆動波形を示
したタイミング図

【符号の説明】

３０画素３１信号線３２走査線３３信号線駆動回路３４走査線駆動回路３５電源回路３６制御回路３７パルス幅制御信号発生回路３８演算回路３９計数回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０９Ｇ 3/36 Ｇ０９Ｇ 3/36

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の信号線と走査線とをマトリクス状
に配置して構成した画素電極間に液晶層を配設してなる
液晶パネルと、前記信号線に信号線駆動波形を送る信号
線駆動回路と、前記走査線に走査線信号波形を送る走査
線駆動回路と、前記各走査線上の画素の表示状態を検出
する検出手段と、この検出手段から得られる検出データ
に所定の演算を施す演算手段と、前記演算手段の演算結
果に基づいて前記走査線に送る走査線信号波形の波形幅
を変調させる波形幅調整手段とを備え、前記液晶パネル
の画素は前記信号線駆動波形と前記走査線信号波形とが
印加されて、前記信号線駆動波形と前記走査線信号波形
との差分電圧で前記画素が表示される液晶表示装置であ
って、前記画素の表示の数に応じて前記液晶パネルの容
量が変化し、さらに前記容量の変化で前記走査線信号波
形の波形鈍りも変化し、そして前記走査線信号波形の前
記波形鈍りの変化により前記画素にかかる実効電圧が変
化することで液晶パネルの走査線に沿った領域に表示濃
淡ムラが生じるが、前記表示濃淡ムラをなくすように前
記波形幅調整手段が前記走査線信号波形の波形幅を変調
することで前記走査線信号波形の実効電圧を制御し、前
記波形幅調整手段が演算手段の演算結果に基づいてパル
ス幅制御信号を発生するパルス幅制御信号発生回路によ
り構成され、前記パルス幅制御信号発生回路から出力さ
れるパルス幅制御信号に応じて走査線信号波形の波形幅
を前記走査線駆動回路により変調することを特徴とする
液晶表示装置。